Kategori: Kategori: Kemi Udgivet: September 24, 2013
Der er ingen reel forskel mellem en kemisk proces og en fysisk proces i kemi. Nogle kemilærere kan lide at definere en kemisk proces som enhver proces, der involverer en kemisk reaktion, og alle andre processer som fysiske processer. Ifølge sådanne lærere er ting som afbrænding af brændstoffer kemiske processer, og ting som opløsning af salt i vand eller frysning af vand til is er fysiske processer. Men denne skelnen er i virkeligheden arbitrær og ikke grundlæggende. Selv om sådanne lærere måske foretager en sådan sondring med den gode hensigt at undervise deres elever, lægger de i virkeligheden op til, at eleverne bliver forvirrede på lang sigt.
Alle processer, der involverer interaktion mellem atomer, er kemiske. Opløsning af salt i vand er en kemisk reaktion. Man starter med to forskellige reaktanter (salt og vand), får atomerne til at binde sig til hinanden på nye måder (hver saltion bliver bundet til en flok vandmolekyler), og der dannes en ny kemisk reaktion (saltvand). Som det er typisk for alle kemiske reaktioner, udveksles der varme med omgivelserne som en del af processen. Opløsning af salt i vand er måske ikke så glamourøst som at sprænge en ballon fyldt med brint, men det er stadig en kemisk reaktion.
Selv processer så simple som faseændringer (fra fast stof til væske, fra væske til gas osv.) er i virkeligheden af kemisk karakter. I processen med at fryse til is starter molekylerne i flydende vand i én konfiguration, danner bindinger, mens de antager den nye konfiguration, og frigiver energi i processen. Nogle lærere bryder sig ikke om at behandle faseændringer som kemiske reaktioner, fordi de grundlæggende kemiske ligninger ikke er særlig nyttige i undervisningen af eleverne. F.eks. er den grundlæggende kemiske ligning for vand, der fryser til is, følgende: H20 → H20. Denne ligning er misvisende. Den synes at antyde, at der slet ikke sker noget. Af denne grund vil nogle måske mene, at faseændringer ikke rigtig tæller. Men en mere detaljeret kemisk ligning er mere opklarende: H20(flydende) – varme → H20(fast stof) . Indeholdt i denne pil er dannelsen af stabile brintbindinger mellem vandmolekyler efter fjernelse af energi (der frigives altid energi, når der dannes kemiske bindinger). Dannelsen af bindinger er det vigtigste træk ved kemiske reaktioner.
Faktisk set er stort set alle dagligdags oplevelser, som vi kender, grundlæggende kemiske i deres natur. At sparke til en fodbold, skifte gear på en cykel, synge og skrive ord på papir beskrives alle på det grundlæggende niveau som et samspil mellem atomer. På det fundamentale niveau er de eneste processer, der ikke er kemiske af natur, gravitationsprocesser og kerne-/subatomare partikelprocesser.
Dertil kommer, at begrebet “fysisk proces” er så vagt, at det er ubrugeligt. Enhver observerbar proces i universet er fysisk. De eneste ting i universet, der ikke er fysiske, er abstrakte begreber som f.eks. kærlighed og tro. Alle kemiske processer er fysiske, og det samme gælder alle biologiske, geologiske, astronomiske, gravitationelle, subatomare og nukleare processer. I bogen “Misconceptions in Chemistry” af Hans-Dieter Barke står der:
Det er traditionelt i kemiundervisningen at adskille kemiske reaktioner fra fysiske processer. Dannelsen af metalsulfider fra dets grundstoffer ved frigivelse af energi beskrives i alle tilfælde som en kemisk reaktion. I modsætning hertil betragtes opløsning af stoffer i vand ofte som en “fysisk proces”, fordi stof “faktisk ikke ændrer sig”, det opløste stof kan genfindes i sin oprindelige form gennem “fysiske” adskillelsesprocedurer. Hvis man tager natriumhydroxid og opløser det i lidt vand, opstår der en farveløs opløsning, som afgiver varme; opløsningen er elektrisk ledende og giver en høj pH-værdi. Kritiske elever betragter denne opløsning som et nyt materiale, og varmeudviklingen viser en eksoterm reaktion. Af dette eksempel kan man se, at det ikke giver nogen mening at opdele stofomdannelsen i “kemiske” og “fysiske” processer . Hvis vi rutinemæssigt fortsætter med at gøre dette i den forstand, at “vi har altid gjort det på denne måde”, vil der automatisk opstå skolemæssige misforståelser baseret på undervisningstraditioner i skolen.
Temaer: kemisk proces, kemisk reaktion, fase, faseændring, faseovergang, faseovergang, fysisk proces
Skriv et svar